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30년 이상 ‘노후 건축물 안전관리 기술’ 속속 개발

건설기술신문 창간 25주년 특별기획 (탐방) ◧디지털안전워치연구단-건설기술연구원 

오성덕 기자 | 기사입력 2023/11/14 [14:17]
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30년 이상 ‘노후 건축물 안전관리 기술’ 속속 개발
건설기술신문 창간 25주년 특별기획 (탐방) ◧디지털안전워치연구단-건설기술연구원 
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임의관리 대상인 중·소규모 건축물 중 안전성능이 부족한 30년 이상의 노후 건축물들의 화재나 붕괴 등 안전사고를 조기에 발견하고, 선진국 수준으로 위험을 관리할 수 있는 기술들이 개발되고 있어 이목을 집중시키고 있다. 

 

건축물 안전정보 30종 ‘디지털화’ 등 영상정보로 균열 부식 등 결함 파악

지자체서 활용 가능 3D BIM-GIS 기반 디지털 안전관리시스템 구축 목표

 

국토교통부 통계에 따르면, 30년 이상 노후 건축물은 지난 2013년 약 235만 동에서 2022년에는 약 301만 동으로 지속적으로 증가하고 있다. 

 

향후 2030년에는 노후 건축물이 전체의 50%를 넘을 것으로 예측되고 있는 가운데 정부에서는 건축물 안전관리 관련 법과 제도 강화에 나서고 있다.

 

하지만, 제도 시행 전 준공된 건축물에 소급 적용되지 않아 성능 미흡 상태로 존치되고 있고, 국민생활에 밀착된 중·소규모의 노후 건축물은 안전관리 의무대상에서 제외돼 있는 실정이다. 

 

또한, 소규모 노후 건축물의 경우 지자체 조례를 통해 임의 관리할 수 있도록 제도를 마련했지만, 인력과 예산 등 인프라 한계로 일부만 관리되고 있는 것으로 알려져 있다. 

 

전문가들은 비용과 사람, 기간 등이 막대하게 소요되는 현행 인력 중심의 건축물 안전관리 체계에서 디지털 기반의 관리체계로 전환이 필요한 시점이라고 입을 모은다. 

 

실제로 건축물 안전관리를 위한 조사·점검 등이 아직 인력 중심으로 진행되고 있어 신속한 위험 예측·대응 기반은 부족하다는 지적이다. 

 

‘세움터’의 경우에도 전체 건축물 중 전자도면 보유율은 27%에 불과하고, 이마저도 구조·화재 안전관리를 위한 특정정보를 전문가가 육안으로 선별하고 있는 실정이다. 

 

특히, 노후 건축물의 경우 안전현황에 대한 기초정보 조차 없는 상황으로 시급히 실태를 파악하고, 적절한 대책을 마련해야 한다는 목소리가 대두되고 있다. 

 

이에 국토교통부와 국토교통과학기술진흥원의 지원 아래 지난 2022년부터 한국건설기술연구원을 중심으로 ‘보다 촘촘한 건축물 디지털 안전관리체계 구축’을 목표로, ‘광역단위 노후 건축물 디지털 안전워치 기술개발’(이하 디지털 안전워치 연구단) 과제가 진행되고 있다. 

 

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▲ 광역단위 건축물 디지털 안전관리시스템 내 서비스모델    

 

연구내용

이 연구는 안전관리 사각지대에 놓인 중·소규모 노후 건축물의 구조와 화재 관련 안전현황을 AI, 드론 등 첨단기술을 활용, 신속하게 조사·점검하고, 광역단위의 디지털 안전정보 현황을 생성・관리할 수 있는 기술개발을 목표로 진행되고 있다. 

 

‘광역단위 디지털 안전정보’는 지자체 또는 국가단위의 디지털 건축물 안전관리시스템 구축을 위한 기초 정보로, 디지털 기술을 활용해 건축물 1개 동 현장조사, 점검, 관리 시간을 현행 인력 기반의 안전관리 대비 50% 이상 단축시킬 수 있다. 

 

연구단은 크게 ‘안전정보 디지털화 기술’과 ‘신속 원격점검 기술’, ‘광역단위 디지털 안전관리시스템 및 활용기반 구축’ 등 세 분야로 나눠 연구를 진행하고 있다. 

 

‘안전정보 디지털화 기술’ 개발 분야에서는 노후 건축물 안전관리에 필수적으로 요구되는 건축물 안전정보 30종의 디지털화를 목표로 연구가 이뤄지고 있다. 

 

이를 위해 기존 2D 도면으로부터 신속하게 안전정보만 선별 추출하는 기술과 도면이 없는 건물을 위한 무인기와 이미지 스캔 등을 이용한 현장 원격 조사 기술, 이러한 디지털 정보를 기반으로 구조·화재 위험도 평가에 활용 가능한 간략한 3차원 디지털 정보모델(sBIM)까지 구축할 수 있는 기술 개발에 나서고 있다. 

 

특히, 형상·치수 등의 공간정보를 비롯해 용도·마감 등의 건축정보, 강도·배근·하중 등의 성능정보 등 총 30종의 디지털 정보모델 구축에 집중하고 있다. 

 

이 같은 정보모델 구축을 위해 현재 ‘세움터’에서 보유하고 있는 2D 도면에서 AI기법을 활용, 안전정보만을 빠르게 선별 인식하고 자동 추출해 3D 간략 BIM까지 자동으로 구축할 수 있는 기술과 함께 드론, 이동형 스캐너를 활용해 도면이 없는 건축물의 안전정보를 현장에서 3D BIM으로 신속하게 구축할 수 있는 기술 등을 개발하고 있다. 

 

‘신속 원격점검 기술’ 개발 분야에서는 드론 등을 이용해 신속하게 촬영된 영상정보를 기반으로 균열, 부식 등 결함을 자동으로 탐지하고, 결함의 위치와 범위 등을 3차원 건물 모델에 입력・관리할 수 있는 기술을 개발하고 있다.

 

이 같은 원격 점검 기술은 기존 전문가가 현장에서 육안점검을 통해 건축물의 결함을 확인하는 방식보다 시간, 인력을 획기적으로 줄일 수 있고, 기존 육안점검에서 확인할 수 없는 높은 외벽이나 협소한 부위에 대한 점검이 가능하다. 

 

특히, 점검정보를 3차원 모델에 저장함으로써 결함 위치와 진행 정도를 확인할 수 있어 건물의 위험상태를 사전에 파악할 수 있다. 

 

‘광역단위 디지털 안전관리시스템 및 활용기반 구축’ 분야는 지자체에서 활용 가능한 3D BIM-GIS 기반의 디지털 안전관리시스템을 구축을 목표로 기술을 개발하고 있다. 

 

특히, 지자체에서 전문인력 부족으로 기술적 안전관리 업무의 수행에 큰 어려움을 겪고 있는 문제 해소를 위해 건축물 구조·화재 안전관리 업무를 지원할 수 있는 다양한 서비스 기능을 개발하고 있다.

 

한편, 연구단의 1단계 연구 성과물들은 안전사고 위험성과 시급성이 높은 30년 이상 경과된 다중이용 건축물 47만동에 적용될 것으로 예상된다. 

 

이후 연구팀은 기존 ‘시설물의 안전 및 유지관리에 관한 특별법’과 ‘건축물관리법’ 상 관리대상 22만 동과 일반주택에까지 성과물 확대 적용에 나설 계획이다. 

 

기대효과

노후 건축물의 디지털 정보DB 구축과 원격·자가 점검 확대를 통해 노후 건축물의 안전사고를 조기에 발견하고, 선진국 수준의 위험관리가 가능한 기술 마련에 크게 기여할 것으로 기대를 모으고 있다. 

 

경제·사회적으로는 효율적인 노후 건축물 안전관리시스템을 통해 안전에 대한 사회적 불안감을 해소하고, 도면작성과 안전점검 비용 절감에도 도움을 줄 것으로 예상된다. 

 

또한, 관리가 필요한 위험건축물 선별, 효율화된 원격·자가 점검 기술을 통해 지자체의 임의관리대상 확대를 유도하는 한편, 관련 수요 확대를 통한 신규 일자리 창출에도 기여할 전망이다. 

 

 

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정보의 디지털화 기술 ‘중점’

원격 안전점검 기술개발 박차

 

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▲ 최기선 단장    

한국건설기술연구원 최기선 단장은 “현재 지속적으로 증가하는 노후 건축물 관리를 위한 인력과 비용, 시간 등 관련 인프라가 충분히 마련되지 않은 상태로, 체계적이고 효율적 관리를 위해서는 디지털 기반의 원격·자동화 관리체계 확보가 반드시 필요하다”고 밝혔다. 

 

이어 “연구단에서는 디지털 안전관리 체계 전환 시 전제조건인 정보의 디지털화 기술에 중점을 두고 2D 도면에 대한 안전정보 자동 추출 기술과 드론, 3D 영상 스캔 장비 등을 이용한 현장조사 기술을 개발하고 있다”며, “또한, 건축물 안전관리 활동의 첫 번째 단계이며, 가장 많은 비율을 차지하는 안전점검을 자동화할 수 있는 원격점검 기술도 개발하고 있다”고 밝혔다. 

 

특히, 건축물 구조·화재 관련 안전정보와 점검이력, 위험도 등을 광역단위로 모니터링할 수 있는 BIM-GIS 기반의 건축물 디지털 안전관리 플랫폼 구축과 함께 지자체, 민간에서 요구하는 건축물 안전관리 관련 서비스 제공을 위한 기술 개발에도 박차를 가하고 있다. 

 

이 같은 연구를 통해 선보일 성과물들이 더욱 주목받고 있다. 최 단장은 “기존 2D 도면에서 안전정보를 추출하고, 모델링하는 기술을 통해 구축되는 간략 BIM 모델은 건축물의 구조성능과 내진, 화재성능 등에 대한 간략한 평가가 가능하다”고 밝혔다. 

 

이어 “신속·원격 점검기술은 현행 인력 기반의 안전점검의 효율성을 높여 중·소규모 노후건축물 안전점검과 실태조사 등에 확대 적용할 수 있고, 이력관리가 어려운 점검결과를 디지털화함으로써 결함 부분에 대한 변화를 한눈에 파악할 수 있어 건축물의 위험성을 보다 정확하게 관리할 수 있다”고 소개했다. 

 

건축물 디지털 안전관리 플랫폼 구축 최선

 

한편, 연구단에서 개발 중인 광역단위 노후건축물 안전관리 시스템은 지자체의 안전관리 업무 지원 시스템으로 구축될 예정이다. 또한, 건축물 안전 관련 후속 R&D인 ‘건축물 보강기술’, ‘건축물 해체기술’ 등에서 개발되는 기술들과 함께 통합관리시스템으로 활용될 전망이다. 

 

끝으로 최 단장은 “연구단은 오는 2025년까지 첨단 융·복합 기술을 활용한 노후 건축물의 안전정보 구축과 점검기술, 안전관리시스템 등을 개발해 건축물 안전관리 업무의 디지털화와 자동화를 위한 기반 기술 확보에 나설 계획”이라며 “이 같은 성과들을 기반으로 건축물에 대한 위험 예측·평가 기술, 저비용의 최적 안전보강 기술과 해체 관리 기술 등 건축물 전생애에 요구되는 다양한 기술 개발을 추진할 예정”이라고 덧붙였다. 

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